射频水平双扩散金属氧化物半导体器件及制作方法与流程

本发明涉及半导体芯片制造领域，更具体涉及射频水平双扩散金属氧化物半导体器件及其制作方法。

背景技术：

射频水平双扩散金属氧化物半导体(RF LDMOS)广泛应用于手机基站、广播电视和雷达等领域。RF LDMOS的工艺一般包括下沉层、多晶硅、体区层、源漏层、注入层等。RF LDMOS器件的工作原理是，注入区将下沉区与源区连接，注入区和源区又会通过接触孔的金属短接。多晶硅下的沟道形成后，电流就可以从漏区流到源区，然后通过接触孔的金属流到注入区，最后通过下沉区流到背面的源端。

传统的制作方法，一般在裸露的硅表面上先做下层光刻定义，然后进行硅刻蚀，形成对准标记，提供给后续的有源层对准使用。这种方法的缺点在于，下沉层的硅刻蚀会在硅表面形成一个凹槽，这个凹槽在后续注入时在注入区形成断面，如图1所示，可以看到阴影部分的有一个断面，这个断面使得下沉区不能很好的连接到源区，尽管下沉离子驱入会减少断面的影响，但是仍然存在风险。这种风险使得器件的导通电阻变的不稳定，且有偏大的趋势。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何使射频水平双扩散金属氧化物半导体器件具有稳定的导通电阻。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种射频水平双扩散金属 氧化物半导体器件的制作方法，所述方法包括以下步骤：

S1、在外延层上表面形成连续的垫氧化层；

S2、在所述外延层中定义下沉区，并刻蚀与所述下沉区接触的所述垫氧化层，使所述下沉区的上表面露出，形成对准槽；

S3、以所述对准槽为对准标记定义有源区，在所述有源区的两侧的外延层的上表面形成场氧化层，之后去除所述有源区上表面的所述垫氧化层；

S4、在所述有源区的上表面以及所述下沉区的上表面形成连续的栅氧化层，并在所述栅氧化层的上表面形成多晶硅；

S5、在所述有源区内形成体区、源区、漏区、漂移区以及注入区。

优选地，所述垫氧化层的厚度在500～800埃之间。

优选地，所述步骤S1中，采用热氧化工艺或化学气相沉积工艺形成所述垫氧化层；

优选地，所述步骤S2中，在定义下沉区之后，刻蚀所述垫氧化层之前，对所述下沉区进行离子注入以及离子驱入操作。

优选地，所述步骤S2中，采用光刻板定义所述下沉区，采用干法刻蚀形成所述对准槽，并且在所述对准槽形成之后去除光阻。

优选地，所述步骤S3具体为：

S31、在所述垫氧化层的上表面、所述对准槽的底部和所述对准槽的侧壁形成连续的氮化硅，之后定义所述有源区；

S32、刻蚀所述有源区两侧的所述氮化硅，露出对应位置的所述垫氧化层；

S33、在所述步骤S32中露出的所述垫氧化层处形成场氧化层；

S34、依次去除所述氮化硅以及垫氧化层。

优选地，所述步骤S31中，采用光刻板定义所述有源区，并且在所述步骤S32中刻蚀所述有源区两侧的所述氮化硅之后去除光阻。

优选地，所述步骤S33中，采用湿法氧化形成所述场氧化层，所述场氧化层的厚度在5000～30000埃之间。

优选地，所述氮化硅的厚度在1500～3000埃之间。

本发明还公开了一种射频水平双扩散金属氧化物半导体器件，所述器件为利用上述的方法制作形成。

(三)有益效果

本发明提供了一种射频水平双扩散金属氧化物半导体器件及其制作方法，本发明利用垫氧化层刻蚀形成下沉区的对准标记，从而定义有源区，这种方法工艺简单，可操作性较强，同时避免了现有技术中通过硅刻蚀形成的凹槽使注入区存在断面情况，从而使注入区可以更好的与下沉区相连接，有效降低了器件的导通电阻，另外由于没有硅刻蚀，所以也避免了硅刻蚀中容易产生的晶格缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图

图1是现有技术中射频水平双扩散金属氧化物半导体器件的结构示意图；

图2是本发明的一种射频水平双扩散金属氧化物半导体器件的制作方法流程图；

图3是本发明中形成垫氧化层后的器件结构示意图；

图4是本发明中定义下沉区后的器件结构示意图；

图5是本发明中形成对准槽层后的器件结构示意图；

图6是本发明中定义有源区后的器件结构示意图；

图7是本发明中刻蚀氮化硅后的器件结构示意图；

图8是本发明中形成场氧化层后的器件结构示意图；

图9是本发明中形成栅氧化层以及多晶硅后的器件结构示意图；

图10是本发明中形成体区后的器件结构示意图；

图11是本发明中形成源区、漏区以及漂移区后的器件结构示意图；

图12是本发明中形成注入区后的器件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

图1是现有技术中射频水平双扩散金属氧化物半导体器件的结构示意图，从图中可以看到，器件包括衬底1、外延层2、场氧化层3、栅氧化层4、体区5、多晶硅6、注入区7、源区8、漂移区9、漏区10以及下沉区11。注入区7将下沉区11与源区8连接，注入区7和源区8又会通过接触孔的金属短接。多晶硅下的沟道形成后，电流就可以从漏区10流到源区8，然后通过接触孔的金属流到注入区7，然后通过下沉区11流到背面的源端，下沉层11的硅刻蚀，会在硅表面形成一个凹槽，这个凹槽在后续注入时，注入区形成断面，如图1所示，可以看到阴影部分的有一个断面，这个断面使得下沉区11不能很好的连结到源区8。这个断面尽管在下沉区11离子驱入会减少这种影响，但是仍然存在风险。这种风险使得器件的导通电阻变的不稳定，且有偏大的趋势。

针对上述技术问题，本发明提出了一种射频水平双扩散金属氧化物半导体器件的制作方法，如图2所示，所述方法包括以下步骤：

S1、在外延层2上表面形成连续的垫氧化层12；

进一步地，采用热氧化工艺或化学气相沉积工艺形成所述垫氧化层；对于所述热氧化工艺，通入氧气，让氧气和外延层表面发生反应生成氧化层，外延层可以为硅外延层，生成的氧化层为二氧化硅，其中氧化过程的温度在900～1100度之间；对于化学气相沉积工艺，温度在600～800度之间；

进一步地，所述垫氧化层12的厚度在500～800埃之间；这个厚度非常重要，其在后续的刻蚀中形成对准槽，而且要保证后续光刻层次中的曝光机可以识别此对准槽，如果点氧化层太薄，曝光机可能无法 识别这个对准槽，如果太厚，在后续生成场氧化层过程中，会形成较长的鸟嘴，所以垫氧化层的厚度一定要满足曝光机能识别并对准的最小厚度，如图3所示；

S2、在所述外延层2中定义下沉区11，并刻蚀与所述下沉区11接触的所述垫氧化层12，使所述下沉区11的上表面露出，形成对准槽，如图5所示；

进一步地，在定义下沉区11之后，刻蚀所述垫氧化层12之前，对所述下沉区进行离子注入以及离子驱入操作，如图4所示；

进一步地，采用光刻板定义所述下沉区11，采用干法刻蚀形成所述对准槽，并且在所述对准槽形成之后去除定义所述下沉区11所用的光阻14；

S3、以所述对准槽为对准标记定义有源区的区域，在所述有源区的两侧的外延层的上表面形成场氧化层3，之后去除所述有源区上表面的所述垫氧化层12，如图8所示；

S4、在所述有源区的上表面以及所述下沉区11的上表面形成栅氧化层4，并在所述栅氧化层4的上表面形成多晶硅6，如图9所示；

S5、在所述有源区内形成体区5、源区8、漏区10、漂移区9以及注入区7，如图10、11、12所示；

进一步地，形成所述栅氧化层4、多晶硅6通过光刻定义并刻蚀实现；

进一步地，形成所述体区5具体为：定义体区；离子注入；离子驱入；

进一步地，形成所述漂移区9具体为：定义漂移区；离子注入；

进一步地，形成所述源区8具体为：定义源区；离子注入；

进一步地，形成所述漏区10具体为：定义漏区；离子注入；

进一步地，形成所述注入区7具体为：定义注入区；离子注入，由于避免了传统工艺中硅凹槽，所述注入区7不会形成断面。

后段工艺，如孔层形成、表面金属连接、背金工艺与现有技术相 同，这里不再赘述。

所述步骤S3具体为：

S31、在所述垫氧化层12的上表面、所述对准槽的底部和对准槽的侧壁形成连续的氮化硅13，并以对准槽为对准标记定义所述有源区，如图6所示；

进一步地，所述氮化硅的厚度在1500～3000埃之间；

S32、刻蚀所述有源区两侧的所述氮化硅14，露出对应位置的所述垫氧化层12，如图7所述；

S33、在所述步骤S32中露出的所述垫氧化层12处形成场氧化层3；

S34、依次去除所述氮化硅14以及垫氧化层12，如图8所示。

所述步骤S31中，采用光刻板定义所述有源区，并且在所述步骤S32中刻蚀所述有源区两侧的所述氮化硅之后去除光阻14。所述步骤S33中，采用湿法氧化形成所述场氧化层3，所述场氧化层3的厚度在5000～30000埃之间。

进一步地，用温度170度，浓度为85％的浓磷酸去除所述氮化硅14，用氢氟酸剥除所述垫氧化层12。

本发明的器件的所述注入区7的掺杂浓度大于所述下沉区11的掺杂浓度，所述下沉区11的掺杂浓度大于所述体区5的掺杂浓度，所述体区5的掺杂浓度大于所述外延层2的参杂浓度。

本发明的器件若为N型器件，则衬底1为P型衬底，外延层2为P型外延层，体区5为P型体区，注入区7为P型注入区，源区8为N型源区，漂移区9为N型漂移区，漏区10为N型漏区，下沉区11为P型下沉区；本发明的器件若为P型器件，则衬底1为P型衬底，则外延层2为P型外延层，体区5为N型体区，注入区7为P型注入区，源区8为P型源区，漂移区9为P型漂移区，漏区10为P型漏区，下沉区11为P型下沉区。

本发明还公开了一种射频水平双扩散金属氧化物半导体器件，所述器件为利用上述的方法制作形成。

本发明利用垫氧化层刻蚀的方法形成下沉区的对准标记，从而定义有源区，这种方法工艺简单，可操作性较强，同时避免了传统工艺中的硅刻蚀形成的凹槽，从而避免了注入区断面的存在，使注入区可以更好的与下沉区相连接，有效降低了器件的导通电阻，另外由于没有硅刻蚀，所以也避免了硅刻蚀中容易产生的晶格缺陷。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。